Способ цифрового регулирования напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 CoBBòcíик

Социапмстнчвскмк расцублнк

«»936350 (61} Дополнительное к ввт. свнд-ву (22) Заявлено18.12.78 (21) 2698943/24 07 (53)M. Кл. с присоединением заявки М(23) Приоритет

Н 02 P 13/16/I

G 05 Р 1/00 фвудвретеевеЫ1 кацвтет

CCCP в делец веевретеевв в втеуытвв

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (53) УДК 621.316..722 (088.8) 1 к

1) 1„

В. Е. Бонтнев и А. К. Мусоцйн (72) Авторы изобретения

Рязанский радиотехнический инсти т

5 1b>iAOTL44 (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ЦИФРОВОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ния (3).

Изобретение относится к эпектротехнике, в частности к преобразоватепьной технике, и может быть испопьзовано, на« пример, в цифровых регуляторах и стабилизаторах напряжения систем вторичного электропитания.

Известны способы цифрового регулирования напряжения путем днскретного изменения коэффициента передачи регулирующего органа 1 1)1 и (2)

Недостатком способов явпяется низкое быстродействие.

Наиболее близким иа известных способов является способ цифрового регупи15 рования напряжения путем изменения коэффициента передачи регулирующего органа в дискретные моменты времени при отклонении выходного напряжения от границ заданной точности регулироваНедостатком способа цифрового регулирования напряжения является невысокое

2 быстродействие при отработке paccor ms сования, вызванного воздействием возмущающих факторов.

Uemь изобретения - повышение быстродействия.

Поставпенная цепь достигается тем, что согласно способу цифрового регу лиро. вания напряжения путем изменения коэффициента передачи регулирующего органа в дискретные моменты времени при отклонении выходного напряжения от границ заданной точности регунирования, диапазон возможных динамических откло» некий выходного напряжения разбивают на зоны, и в конце каждого интервала кван тования по времени регистрируют номер зоны, в предепах которой произошло откпонение выходного напряжения, а шаг квантования по уровню устанавпивают в зависимости от номера указанной эоны.

При этом границы зон возможных динамических отклонений выходного напря3 . 93635 жения и шаг квантования по уровню определяют из соотношений /о, х z -"= /Фо„ /(а"- ) =фи„„„/, (""- ) /ко„I Фu.|= (z"- )/д 8

ucf0 =d V <" " И) соответственно, где d UN- относительное отклонение выходного напряжения;

Д Ц - минимальный относительный 0 ,шаг квантования выходного на е пряжения по уровню, определяемый заданной точностью регулирования

< 1, 2, ... И - порядковый но-,д5 мер зоны, в пределах которой произошло отклонение выходного напряжения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, реализующая предпага- ® емый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие существо способа.

Схема содержит регулирующий орган (РО) 1 и связанные с ним реверсивный счетчик импульсов (РСИ) 2 генератор тактовых импульсов (ГТИ) 3, задающий интервал квантования выходного напряже ния по времени, блок изменения шага квантования по уровню (БИШК) 4, с помощью которого осуществляется управ- 50 ление порядком разрядной системы ревер-. сивного счетчика импульсов, индикатор знака рассогласования (ИЗР) 5, блок ин-, дикации зон отключения выходного напряжения (БИЗО) 6, блок- 7 формирования

35 опорного напряжения, который в случае регулирования напряжения переменного тока должен иметь соответствующую фор-. му опорного напряжения| а также быть синфазным с напряжением сети (пунктир40 ная пиния на фиг. 1).

Временные диаграммы приведены на фиг. 2, где f<-Д,- первая вторая, третья и чет/

° 45 вертая зоны регулирования; . Д (- относительное отклонение выл ходного напряжения;

+КЦ„ - эона заданной точности регулирования;

- интервал квантования по вре50

К мени.

Сущность предлагаемого способа циф рового регулирования эакпючается в сле. дующем.

SS

Попе возможных отклонений выходного напряжения регулятора под воздействием возмущающих факторов разбивают

О 4 на зоны, границы которых при двоичном кодировании определяются неравенствами о< / „ / < /д u,/;

/dU, c/fVqf а /Д 0„(; . ,(" "- ) /О О / /Щ» I (2"-4)/КО

Ф ,нлн одним обобщающим неравенством . (а -1- )! Щ/

С (u„ (Ф-"м" -"Л= а число зон равно И.

Возникшее откпонение выходного напряжения под воздействием возмущающих факторов не измеряют как таковое, а лишь регистрируют номер зоны, в предеиах которой оно происходит, в конце каждого интервала квантования по времени, в общем случае в -й зоне.

Соответственно зарегистрированной .1-й зоне поля отклонений в течение того же интервала квантования по времени шаг квантования по уровню устанавливают равным;КО,; =!о U / так, что величина последнего прогрессивно связана с номером зоны отклонения выходного напряжения, т.е. имеет место нелинейная, прогрессивная зависймость шага квантования по уровню от величины рассогласованин при высокочастотной перестройке коэффиииента передачи регулирующего органа.

Преимушество предлагаемого способа заключающееся в существенном (по край» ней мере в несколько раз) сокращении длительности отработки рассогласования на выходе регулятора возрастает с увеличением действия возмущающих факторов.

Отклонение выходного напряжения регулятора в ту ипн иную зону регистрируется БИЗО 6, а с помощью ИЗР 5 определяется знак отклонения. Выходные сиг палы блоков 5 л 6, управляют работой

БИШК 4, с помощью которого осуществияется коммутация выхода ГТИ 3 на вход сложения ипи вычитания, в зависимости от знака рассогласования, соответствующего данному отклонению разряда

РСИ 2, что эквивалентно увеличению ma га квантования выходного напряжения, 5 9363 по уровню с крайностью равной двум. яа пример, при скачкообразном отклонении выходного напряжения в четвертую зону (Д, на фиг. 2а) с помошыо блоков 4-7 выход ГТИ 3 подключается к вычитаюше- 5 му входу четвертого разряда РСИ 2, который при прохождении первого после скачка тактового импульса изменяет свое состояние на противоположное предшествуюшему и, соответственно, с помошью

РО 1 дискретно изменяется значение выРг 2 ходкого напряжения на величину d 0 =Щ и оно оказывается в третьей зоне (8> ), а выход ГТИ 3 подключается теперь уже к вычитаюшему входу третьего заряда

РСИ 2 и следуюпшм тактовым импульсом выходное напряжение дискретно уменьшается на величину Д 0 "-Щ,т,е. переводится во вторую зону (Д ) и т. д. до тех пор, пока выходное напряжение не 10 окажется в пределах зоны заданной точности регулирования. Необходимо иметь в виду, что в процессе регулирования возможны пропуски одной или нескольких эон (нацример, на фиг. 2а пропушена пер-2> вая зона 8q ). Пропуски одной нпи нескольких зон отклонений в начале следуюшего интервала квантования по времени ЬЬ возникают тогда, когда. текушее отклонение выходного напряжения в конце преды-зв

Щшего интервала квантования не превышает половины ширины зоны отклонений.

Очевидно, если в конце текушего интервала квантования по времени отклонение выходного напряжения превышает нижнюю з границу одной иэ зон не более чем на один минимальный шаг квантования по уровню 80, то процесс регулирования заканчивается в течение одного интервала квантования по времени Ьt,ò.е. все зоны ао с меньшими порядковыми номерами пропускаются.

Если же отклонение выходного напряжения не достигает уровня верхней гранины зоны в пределах одного минимапь ного шага квантования по уровню (QU ), то процесс регулирования as -й зоны закончится за время равное -iehq,ò.е. ни одна иэ поспедуюших зон не пропускается и выходное напряжение последовательно с каждым тактовым импульсом переводится из вышестояших эон в нижестояшие до полной компенсации возмушахааего воздействия.

50 6

Рассмотренные случаи являются граничными, соедоватепьно, длительность

75>онесса регуплрования выходного напряжения кратна интервалу квантования по времени Ь6 и не превышает значения р МОх ъ и d Q °

Ф ормула иэобретени я

1, Способ цифрового регулирования напряжения путем изменения коаффиниента передачи регулируюшего органа в дискретные моменты времени при отклонении выходного напряжения от границ заданной точности регулирования, о т п и ч а юш и и с я тем, что, с цепью повышения быстродействия, диапазон возможных динамических откпоненнй выходного напряжения разбивают на эоны, и в конце каждого интервала квантования по времени регистрируют например эоны, в пределах которой произошло отклонение выходного напряжения, а шаг квантования по уровню устанавливают в зависимости от номера укаэанной эоны.

2. Способ по п. 1, о т п и ч в юш н и с я тем, что гранины зон возможных динамических отклонений выходного напряжения и шаг квантования по уровню определяют нз соотношений (а" — ) /д u„/< (du„l (й -4/Ф/ /8) ид0 =дои 21 1 Р) . 1 соотг ветс твенно, .б где d 0 - относительное отклонение выK ходкого напряжения;

О Ц - минимальный относительный

f шаг квантования выходного напряжения по уровню, опредеы« емый заданной точностью регулирования;, а 1, 2, ... и - порядковый номер зоны, s пределах которой произошло отклонение выходного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при акспертиэе

1. Авторское свидетельство СССР

N. 535561, кл. &05 F 1/56, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

% 5S4296, кл, G 05 F 1/56, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

N 666527, кл, G 05 F 1/44, 1979.